Optimización del proceso de fosfatizado

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OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE FOSFATIZADO DE ZINC SOBRE ACERO AL CARBON.
Montoya García Ma. de Lourdes
Instituto Tecnológico de Querétaro
División de Posgrado e Investigación
Av. Tecnológico Esq. Con Mariano Escobedo S/n
Santiago de Querétaro México
lmontoya @cideteq.mx



Resumen:

Se estudiaron las condiciones de operación de baños de Fosfatizado sobre acero alcarbón para la optimización de los procesos de Fosfato de Zinc, estearato de Sodio y Estearato de zinc,.eso. Con base en un diseño experimental que incluye las variables críticas del proceso (tiempo, temperatura y concentración) se obtuvo un modelo estadístico que permite determinar las condiciones del baño, para obtener un peso deseado de recubrimiento.
El modelo se verificó utilizandovalores de las variables críticas, (tiempo, temperatura y concentración), encontrándose que el modelo predice el peso de recubrimiento de estearato de zinc, estearato de sodio y fosfato de zinc obtenido en esta segunda experimentación.

Palabras Clave:

Fosfatizado, Inhibidor, Formado en frío, Optimización, Sustrato, Bloquear, Bloque[1].

1.-INTRODUCCIÓN


Los recubrimientos químicos deconversión se forman por reacción química de oxido-reducción de la superficie de un metal con una disolución química adecuada.
El fosfatizado es un tipo de recubrimiento de conversión que se utiliza al igual que todos los procesos de tratamiento de superficies para modificar las características de una superficie dada. Este tipo de recubrimiento tiene un amplio uso debido a la facilidad con queson obtenidos, el proceso se lleva a cabo por inmersión de la pieza a tratar en una disolución adecuada sin necesidad de aplicar una corriente eléctrica.


En general los recubrimientos de fosfato se usan para incrementar la resistencia a la corrosión y mejorar la adherencia de pinturas sobre un producto, así también, reducir la fricción y el subsiguiente desgaste entre piezas metálicasmóviles, lo anterior puede facilitar el conformado o la extrusión en frió y el grabado de piezas(1(.









Figura 1. Fosfato de zinc, estearato de zinc, estearato de sodio, sobre el metal.








PESOS DE RECUBRIMIENTOS CLÁSICOS PARA FORMADO EN FRÍO.



A. Estearato de Sodio------------------100 – 200 mg / ft2.

B. Estearato de Zinc-------------------100 –300 mg / ft2.

C. Fosfato de Zinc -------------------- 600 – 1000 mg/ ft2.


El proceso de formación del recubrimiento de fosfato-estearato tiene la configuración mostrada de la figura 1, el cual consta de tres capas (estearato de sodio, estearato de zinc y fosfato de zinc), sobre una superficie de interés, en este caso un acero al carbón. El espesor de las capas puede variar,dependiendo del grado de severidad del proceso de formado o estirado.

Las ventajas de los recubrimientos de fosfato con respecto a los recubrimientos de plomo e hidróxido de hierro se puede mencionar que: son más económicos y ofrecen mayor facilidad para ser removidos del sustrato después de las operaciones de deformado, con un simple baño ácido(2(.


Los recubrimientos de fosfato nopresentan problema para ser aplicados sobre superficies de acero comercial con contenido de los elementos aleantes de hasta 3 % de Ni, 3 % Cr, 2 % Mo, o 4 % Si, ya que estos no interfieren con el proceso de la aplicación del recubrimiento(3(.


La eficiencia de los recubrimientos de fosfatizado para facilitar el conformado en frió se basa en reducir la fricción durante esta operación. Se puedeconsiderar que el 50 % de la energía requerida en el proceso de conformado se utiliza en fricción cuando el peso de los recubrimientos de fosfato de zinc, estearato de sodio y estearato de zinc no son los adecuados. Los efectos del recubrimiento de fosfato y el empleo de lubricante pueden reducir significativamente esta energía que se utiliza en la maquinaria al ser conformado el material, al...
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